高壓變頻調速在4PE裝置上的應用

二十世紀九十年代引進北歐化工公司年產25萬噸／年北星雙峰聚乙烯裝置，即我公司4pe（第四套聚乙烯裝置）。能生產21個牌號的產品（ll-dpe至hdpe）。低密度高分子量的聚乙烯粒子，它是制造薄膜、吹塑、涂層、管材、電纜（光纜）護套、注塑等的原料。

2 4pe裝置有兩個設備應用高壓變頻調速

（1）p-302環管軸流泵

雙峰聚乙稀技術的工藝核心是在環管反應器中以超臨界進行乙烯聚合反應。所有原料（主要是乙烯）及催化劑（來自預聚反應器）由環管軸流泵連續送入環管反應器（r-302）。它由一個帶水冷卻的六根24英寸直管所組成。由于生產工藝要求不同，因此需要環管軸流泵調速——即調節軸流泵的流量。

環管軸流泵p-302，輸送物料（介質為丙烷淤漿）。流量（max）8267m3/h，揚程（max）36m，軸功率900kw。

選用高壓電動機：

abb hx2-450-ll4，3.3kv、182a、900kw、4p，im電機，61.9hz時為1848.7r.p.m

cosα＝0.89 η＝80％

選用配套高壓變頻調速器：abb公司acs 1000系列變頻調速器

型號規格：acs 1013-a2-k0-00

容量：1100kva（可適配900kw電動機）

輸出電流：（max）192a

輸出電壓：0～3.3kｖ

輸出頻率：0±66hz（可選0±122hz）

p-302環管軸流泵變頻調速應是流量閉環控制系統。

（2）p-703擠出機出口齒輪增壓泵

從氣相反應器來的聚乙稀粉料、添加劑、碳黑母料等由擠出機的進料裝置送入螺桿擠出機，并在其中熔化、均化，造粒以形成一定形狀的顆粒。為了造粒的需要，將擠出機出口的熔體，由齒輪增壓泵提升熔體壓力，送至造粒機進行水下切粒、冷卻、脫水、干燥氣送至儲料倉／包裝。

齒輪增壓泵根據生產工藝不同的要求，需要調速來改變壓力（h∝n2），因此采用變頻調速，應是壓力閉環控制系統。

齒輪泵型號：gp450t-m，泵的流量（max）3600kg／h，調速范圍4.5r.p.m～45r.p.m。

選用高壓電動機：

abb ama－450－l6l（bathf）

im電機3.3kv，1350kw，6p。

51.6hz－58.1hz

1021r.p.m-1150r.p.m

345a－350a（fla）

選用abb公司acs 100系列高壓變頻器。

型號規格：acs1013-a2-p0-00 1700kva，297a可適配1400kw電動機。（實際使用1350kw）

（3）4pe聚乙烯裝置中還有一臺低壓變頻調速系統

造粒工藝最后一個環節是水下切粒機。

l-702切粒機（水下切粒機）

型號:adc100，150kｗ，轉速55-550r.p.m，刀數12把，直徑770.6mm。

因為粒子大小，尺寸要求不同，所以切粒機由變頻電動機機調速驅動。調速范圍：55-550r.p.m。

由于電動機功率為150kｗ（中小型容量），所以采用低壓變頻調速器。3φ，380v，容量≈170kva。應是一個轉速閉環系統。

3 工業水＃208泵變頻調速節能改造

abb公司acs 1000系列中壓變頻調速器除了4pe聚乙烯裝置有兩臺應用外，還有一臺應用于我公司工業水＃208機泵上。工業水泵房共有十三臺6kv高壓電機拖動的離心水泵，一側有六臺并聯運行，另一側有七臺并聯運行，功率有780kw，260kw兩種。十三臺水泵分別經過各自出水調節閥和止逆閥匯入母管向公司生產裝置供應工業水，壓力5.0-5.5kg/cm3，流量5000-5500m3/h。不過一年四季、一天24小時流量都在變化而且是隨機的。為了適應供水量的變化，一側選用一臺變頻調速泵來調節流量，其他泵則恒速運行，不用調節閥門來調節流量。

＃208泵變頻改造，應是恒水壓閉環控制系統。選用acs1013-a2-j0-00變頻器。950kva，3.3kv，166a，適配800kw電機。

原來電動機ykk，6kv，780kw，985p.p.m，為了匹配3.3kv變頻器，將電動機原y接法改為△接法。

＃208工業水泵變頻節能改造項目，于2003年上半年安裝投運。平均節電率在20％～30％，投資費用（約134萬元）可在2年～2年半回收。

鑒于當時acs1000系列變頻器尚無6kv級的產品（目前acs5000系列已可以供應6kv～6.9kv變頻器了）為了適應3.3kｖ電壓級別，或是配abb3.3kv電動機，或是將原6kｖ電動機ｙ接改為△接線。但是筆者認為今后項目應直接采用6kｖ變頻器，理由是：

●　進口3.3kｖ電動機，價格昂貴，還有備臺問題。

●　６kvy接法改為△接法，

６kv/1.732=3.46kv（6.6kv/7.732＝3.81kv）因此，acs1000系列，3.3kv變頻器電壓嫌低些，恐怕電機出力不足。

參考文獻

[1] 中石化集團. ４pe聚乙烯裝置. 上海石化公司生產裝置工藝技術簡介第七冊

[2] ＃208工業水泵變頻節能改造小結

[3] acs 1000系列中壓變頻器技術資料

作者簡介

喬蕭軍 電氣技師 現任職于上海石化股份有限公司塑料事業部，多年來一直從事電氣維修和設備管理工作。